流体望远镜（FLUTE）：实现下一代大型空间天文台

时间：2025-11-02 08:11:15 来源：网络整理编辑：时尚

核心提示

艺术家对流体望远镜FLUTE）的描绘。uux.cn/Edward Balaban神秘的地球uux.cn）据美国宇航局Edward Balaban NASA ARC）：空间紫外/光学/红外天文学的未来需

艺术家对流体望远镜（FLUTE）的流体描绘。uux.cn/Edward Balaban
（神秘的望远地球uux.cn）据美国宇航局（Edward Balaban NASA ARC）：空间紫外/光学/红外天文学的未来需要更大的望远镜。最高优先级的实现天体物理学目标，包括类地系外行星、下代第一代恒星和早期星系，大型都非常微弱，空间这对当前的天文台任务提出了持续的挑战，也是流体下一代望远镜的机会空间：更大的望远镜是解决这一问题的主要途径。
由于任务成本在很大程度上取决于孔径，望远将当前的实现太空望远镜技术扩展到孔径超过10米似乎在经济上不可行。如果大型望远镜的下代可扩展技术没有突破
天体物理学可能会减慢甚至完全停滞。因此，大型需要具有成本效益的空间解决方案来将空间望远镜扩大到更大的尺寸。
FLUTE项目旨在克服现有方法的天文台局限性，为建立具有大孔径、流体不分段液体主镜的空间天文台铺平道路，适用于各种天文应用。这样的镜子将在
通过一种基于微重力流体成形的新方法进入太空，这一方法已经在实验室中性浮力环境、抛物线微重力飞行和国际空间站上成功证明。理论上
尺度不变，这项技术生产出了具有卓越亚纳米（RMS）表面质量的光学元件。为了使这一概念在未来15-20年内以近期技术和现实成本可行，我们将主镜的直径限制在50米以内。
在第一阶段的研究中，我们：（1）探索了镜面液体的选择，决定将重点放在离子液体上，（2）对具有适当性质的离子液体进行了广泛的研究，（3）研究了离子液体反射率增强的技术，（4）分析了主镜架的几种替代结构，（5）对回转操纵和镜面温度变化的影响进行了建模，（6）为50-m流体镜天文台制定了详细的任务概念，（7）为近地轨道上的小型航天器演示创建了一组初始概念。
在第二阶段，我们将继续完善我们任务概念的关键要素。首先，我们将继续分析合适的镜架架构，并对其动态特性进行建模。其次，我们将在基于机器学习的建模和实验工作中采取下一步行动，开发离子液体的反射率增强技术。第三，我们将进一步推进液体镜动力学建模工作。特别是，我们将重点对其他类型的外部扰动（航天器控制加速度、潮汐力和微流星体撞击）的影响进行建模，并分析和建模热Marangoni效应对注入纳米颗粒的离子液体的影响。第四，我们将创建一个从液体镜面到科学仪器的光学链模型。第五，我们将进一步发展更大规模、50米口径天文台的任务概念，重点关注其最高风险因素。最后，我们将结合这项工作其他部分获得的知识，成熟近地轨道小型航天器技术演示任务的概念。

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